超声波流量传感器
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3.3 超声波流量传感器
V 法(常用的方法) V 法一般情况下是标准的安装方法,使用方便,测量 准确。可测管径范围为 15mm 至大约400mm;安装探头 时,注意两探头水平对齐,其中心线与管道轴线水平。
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• Z 法(最常用的方法) 使用 Z 法时,超声波在管道中直接传输, • 没有折射(称为单声程),信号衰耗小。Z 法可测管 径范围为100mm 至6000mm。实际安装流量计时,建议 200mm 以上的管道都要选用 Z 法(这样测得的信号最 大)。
第三章 流量传感器
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2学时
单元内容 一、知识讲解 1、超声波流量计的特点 2、超声波流量计的原理 3、超声波流量计的分类 4、超声波流量计的选用 5、超声波流量计安装(自学) 6、超声波流量计安装注意事项(自 学) 二、归纳总结 三、作业
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3.3 超声波流量传感器 (5)探头安装 • 安装探头过程中,千万注意在探头和管壁之间不能有 空气泡及沙砾。在水平管段上,要把探头安装在管道截面 的水平轴上,以防管内上部可能存在气。 如果受安装地点空间限制而不能水平对称安装探头, 可在保证管内上部分无气泡的条件下,垂直或有倾角地安 装探头。 ※注意: 两个探头要安装在管道管轴的水平方向上; 探头的安装方向。
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3.3 超声波流量传感器 3. 探头接线 • 上游传感器的芯线接到上游+接线端子上,屏蔽线接到上 游-接线端子上,下游传感器的芯线接到下游+接线端子上 ,屏蔽线接到下游-接线端子上。 • 建议一般情形下,都要使用专用电缆。专用电缆损耗小, 抗干扰性好,能保证仪表长期可靠工作。
(2)确定探头安装方式 • 超声波流量计一般有两种探头安装方式,即Z法和 V法。通常情况均使用V法。 • 但是,当D < 200mm而现场情况为下列条件之一者, 也可采用Z法安装: • 1、当被测量流体浊度高,用V法测量收不到信号 或信号很弱时; • 2、当管道内壁有衬里时; • 3、当管道使用年限太长且内壁结垢严重时; • 4、安装空间有限时(Z法的安装空间约为V法的一 半);
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5.介质要求 (1)已列出的介质直接选择 (2)未列出的介质需输入声速或选择跟踪窗口测试 (3)确定声速的目的是在窗口中央将信号检出..
WINDOW
END OF TRANSMIT GOOD SNR
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超声波流量计在安装之前应了解现场情况,包括: 1.安装传感器处距主机距离为多少; 2.管道材质、管壁厚度及管径; 3.管道年限; 4.流体类型、是否含有杂质、 气泡以及是否满管; 5.流体温度; 6.安装现场是否有干扰源 (如变频、强磁场等); 7.主机安放处四季温度; 8.使用的电源电压是否稳定; 9.是否需要远传信号及种类;
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三、超声波流量计传感器选用原则 • 1.温度要求. • 2.信号要求.导声较差的介质和大的管道选择低频探头. • 3.精度要求.频率越高精度越高.2寸以下一般用CF-LP探头
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4 .管道要求 (1)直管段要求:前10后5.即在传感器安装位置前10倍直径长度和后5倍 的直径长度无弯头,阀门等引起流体扰动的装置. (2)准确测量管经外径周长或直径. (3)确定管道材质和壁厚及接触温度. (4)确定是否有内衬及种类和厚度.
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(4)探头安装表面的处理 • • • • • • • 1、用清洗剂和砂纸清除管道上 探头安装部位的坑凹不平、腐 蚀锈斑等创伤,达到光洁、平整。 2、清理的范围应达到探头安装 尺寸+200mm宽度的整个管道圆周。 3、管道上覆有防护层时,清理时 应提前剥去。
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3.3 超声波流量传感器 4.安装探头 • (1)在安装探头之前,须把管外欲安装探头的区域清理 干净,除去一切锈迹油漆,选择出管材致密部分进行探头 安装:在探头的中心部分和管壁涂上足够的耦合剂,然后 把探头紧贴在管壁上捆绑好。
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超声波流量计的安装 在所有流量计的安装中是 最简单便捷的,只要选择 一个合适的测量点,把测 量点处的管道参数输入到 流量计中,然后把探头捆 绑在管道上即可。日照职业技术学院Fra bibliotek宁静致远
3.3 超声波流量传感器 1.选择测量点 要求选择流体流畅分布均匀的部分,为了保证测量精度。一 般应遵循下列原则:
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五安装时注意事项 • 1、液体必须充满管道,查明并准确输入管道外径、材 质、壁厚、衬里材料及衬里厚度等管道的相关参数。 • 2、换能器安装时前、后直管段应至少满足前10D后5D 的要求,避开管道顶部和底部,尽量安装在管道的水 平位置,或与水平直径成45°角的范围内,注意避开 焊缝。
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3.3 超声波流量传感器 一、超声波流量计工作原理 • 当超声波束在液体中传播时,流体的流动将使传播时间产 生微小变化,并且其传播时间的变化正比于液体的流速, 由此可求出液体的流速。
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F 900 D V
2
其中 F为瞬时流量(单位:立方米/小时) D为管道的内径(单位:米) V为流速(单位:米/秒)
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3.3 超声波流量传感器 二、超声波流量计分类 根据对信号检测的原理,超声流量计可分为传播速度差法(直接 时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、 互相关法、空间滤法及噪声法等。 应用概况 (1)传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。 典型应用有工厂排放液、:怪液、液化天然气等; (2)气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好 的经验; (3)多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体。 例如:未处理污水、工厂排放液、脏流程液; 通常不适用于非常清洁的液体。
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3.3 超声波流量传感器 (3)探头位置确定 1、将管道参数输入仪表,选择探头安装方式, 得出安装距离; 2、在水平管道上,一般应选择管道的中部, 避开顶部和底部(顶部可能含有气泡、底部可能 有沉淀); 3、V法安装:先确定一个点,按安装距离在 水平位置量出另一个点。 Z法安装:先确定一个点,按安装距离在 水平位置量出另一个点, 然后测出此点在管道另一侧的对称点。
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(6)要保证测量点处的温度和压力在传感器可工作范围以内。 (7)两个传感器必须安装在管道轴面的水平方向上,并且在 轴线水平位置±45o 范围内安装,以防止上部有不满管、 气泡或下部有沉淀等现象影响传感器正常测量。如果受安 装地点空间的限制而不能水平对称安装时,可在保证管内 上部分无气泡的条件下,垂直或有倾角地安装传感器
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3.3 超声波流量传感器 • 3、根据流量计计算出的安装距离安装换能器时,并综合 参考流量计的信号强度、测得声速值、信号质量、安装 距离检查等参数,将换能器安装位置调整到最佳位置。 若流量计测得声速值与实际声速值相差超过±6 m/s时, 流量计测得的流量值与实际流量值也会出现差异。
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教学目标 教 学 目 标 (1) 能够正确的安装超声波流量计位置; (2) 熟练的完成接线; (3)能够根据功能调试超声波流量计。 (4)超声波流量计工作原理与特性; (5)超声波流量计的安装调试步骤; (6)超声波流量计安装调试注意事项。 重 点 难点
2.管路安装 (1)上、下游直管段 紧邻超声流量计的上、下游安装一定长度的直管段。上游 条件较为理想时,要求上游直管段为10D,下游直管段为 5D(推荐上游直管段为20D,下游直管段为5D)。双向流 动时,上、下游直管段均应至少10倍管道公称直径
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(2)超声流量计表体安装 超声流量计表体安装各厂家要求 各不相同,一般应保证表体水平安 装,有的还应将表体法兰上定位销 孔与上、下游直管段相应销孔对齐。 安装时应留有足够的检修空间。 (3)突入物 超声流量计的内径、连接法兰及 其紧邻的上、下游直管段应具有相同 内径,其偏差应在管径的±1%以内;
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(4)内表面 与超声流量计匹配的直管段,其内壁应无锈蚀及其它机械损 伤,在组装之前,应除去超声流量计及其连接管内的防锈油 或沙石灰尘等附属物。使用中也应随时保持介质流通通道的 干净、光滑。 (5)温度计插孔 对单向流测量,应将温度计插孔设在超声流量计下游距法 兰端面(2~5)D之间;对双向流进行测量,温度计插孔应 设在距超声流量计法兰端面至少3D的位置。
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(4) 对于开口或半满管的管道,流量计应安装在 U 型管 段处
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(5)充分考虑管内壁结垢状况,尽量选择无结垢的管段进 行测量。实在不能满足时,需把结垢考虑为衬里以求较好 的测量精度。
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